【技术特点】-- Bosin+cTongue+电子舌

三、组合弛豫脉冲弛豫谱

        脉冲弛豫是指一个特定体系受到某种瞬时物理脉冲作用后，除有一种对应的瞬时物理响应之外，还存在着一个随时间延滞体系恢复到原初状态的弛豫过程。不同物理体系中不同物质成份，对同一种瞬时物理脉冲作用表现的弛豫行为是不同的。脉冲实现的物理形式和技术方法可以多种多样，利用不同形式的物理脉冲及其组合，得到特定体系特有的复杂信息，从而构成了一种新的智能分析的科学思想和技术方法，称之为组合脉冲弛豫谱。

电子舌系统利用电化学方法，结合传感器技术，以电压为激发信号，电流为传感器响应信号，实现电化学组合脉冲弛豫谱。如图2所示，当电子舌在传感器上施加瞬间脉冲电压（h）时，被检测溶液中的所有组分由于电场的电离作用，快速的在溶液中移动或是在电极表面发生氧化还原反应，从而相应的产生瞬间尖峰电流（如图中S1所示）。随后脉冲电压持续施压一定时间（t1），对应脉冲尖峰电流随时间衰减，形成完整的脉冲弛豫（S1）。再配合另外两个参数——脉冲时间间隔（t2）和基线漂移量（ρ），就能形成由多个脉冲弛豫（S1）组成的组合脉冲弛豫谱（S）。

                           公式（1）

S－组合脉冲驰豫谱

Si－独立脉冲驰豫曲线

h－脉冲强度

t1－脉冲时间

t2－脉冲时间间隔

ρ－脉冲基线漂移量

四、组合弛豫脉冲技术在电子舌中的数学表达形式

 从电子舌的技术实现上而言，zei初的设计模型来自于传统分析化学的多传感器多组分分析。这类特异性传感器阵列多组分分析可以用以下数学式进行表达：假设某溶液中含有N个组分，并且每个组分的浓度分别为C1、C2、… 、CN，现在用由M个传感器组成的传感器阵列的电子舌系统对溶液进行测定，并且每个组分都会在传感器得到响应，以Si（1）作为第i个传感器的信号强度。这样，M个传感器组成阵列可以得到如下方程：

S1＝A₁,₁ C₁+A₁,₂ C₂＋… ＋A_1,N C_N

S₂＝A_{2,1 C1}+A_{2,2 C2}＋… ＋A_2,NC_N                      

……

S_M＝A_{M,1 C1}+A_{M,2 C2}＋… ＋A_M,N C_N

 其中，由于每个传感器都是特异性的，即只对溶液中某个独立的组分起响应，所以A_i,j是第i个传感器响应强度信号和第j个组分浓度之间的比例常数。从方程（2）可知，只要M≥N时，方程可以通过矩阵运算求出溶液中每个组分的浓度。

 电子舌技术与传统的多传感器多组分分析zei大的不同就是把生物味觉系统中味蕾的交互敏感原理和传统的传感器阵列多组分分析结合在一起，即用选择性不是特别强，同时又具有一定交互敏感性的传感器来代替传统的选择性特别强的特异性传感器组成传感器阵列。这样，方程（2）中的系数A_i,j变成与溶液中第j个组分浓度相关的一个非线性函数。此时，对方程（2）求解的时候，就要求使用人工神经网络等非线性的模式识别方式，首先对电子舌进行训练，建立自学习专家数据库，建立Ai,j的标准形式，然后再进行计算。

 以上为传统的电子舌设计方法，电子舌组合脉冲驰豫谱的思想为在原始单一激发S，转变为由Si组合而成的组合激发驰豫信号。假设S_i其参数变化为1～K，这样可以重新对方程（2）修正，针对某个特定的采集信号强度Pi，参入不同强度的S信号，列方程如下：

S₁⁽¹⁾＝A_1,1⁽¹⁾C₁+A_1,2⁽¹⁾C₂＋… ＋A_1,N⁽¹⁾C_N

S₁⁽²⁾＝A_2,1⁽²⁾C₁+A_2,2⁽²⁾C₂＋… ＋A_2,N⁽²⁾C_N

_{… …}                                                                            （3）

S₁^(K)＝A_K,1^(K)C₁+A_K,2^(K)C₂＋… ＋A_K,N^(K)C_N

其中，S₁⁽ⁱ⁾ 即为在信号S某个特定的参数下的传感器响应强度，A_i,j⁽ⁱ⁾与A_i,j一样，是关于溶液中各个组分浓度的非线性函数。同方程（2）一样，当A_i,j⁽ⁱ⁾确定为常数时，只要K≥N，方程可以通过矩阵运算求出溶液中每个组分的浓度。然后，再结合传感器阵列中传感器的数量，可列方程为：

S₁⁽¹⁾＝A_1,1⁽¹⁾C₁+A_1,2⁽¹⁾C₂＋… ＋A_1,N⁽¹⁾C_N

……

S₁^(K)＝A_K,1^(K)C₁+A_K,2^(K)C₂＋… ＋A_K,N^(K)C_N

S₂⁽¹⁾＝A_1,1⁽¹⁾C₁+A_1,2⁽¹⁾C₂＋… ＋A_1,N⁽¹⁾C_N

…     …                             (4)

S₂^(K)＝A_K,1^(K)C₁+A_K,2^(K)C₂＋… ＋A_K,N^(K)C_N

……

S_M^(K)＝A_K,1^(K)C₁+A_K,2^(K)C₂＋… ＋A_K,N^(K)C_N

        从方程组（4）可以发现，当A_i,j⁽ⁱ⁾确定为常数时，只要当M?K≥Ｎ时，电子舌系统就能求出每个组分的确切浓度。同时，从方程组（4）的求解条件可以发现，随着K的不断增加，在N不变的情况下，M可以相对地减小，这就为目前电子舌使用5至6个传感器，甚至一个独立的传感器组成传感器阵列，对各种液体类物质分析检测以及各组分浓度回归拟合提供了理论依据。

五、小结及应用领域

  电子舌作为一种新型的智能分析的核心技术，能够在多种领域进行应用、发展和推广。电子舌核心技术——组合脉冲弛豫的zei大特点在于，能够利用电化学的方法，使得分析检测对象表现出物质本质属性的脉冲弛豫现象，再结合对应的多元统计分析技术，从弛豫时间与主导频率入手，在线、实时、快速的利用指纹图谱的形式智能表征分析对象的属性特征。电子舌分析技术有望成为一种普遍的智能分析思想方法与技术途径。 

【技术特点对用户带来的好处】-- Bosin+cTongue+电子舌

【典型应用举例】-- Bosin+cTongue+电子舌